книги / Обжиг в кипящем слое в производстве строительных материалов

^ = 0 ,8 5 5 5 G e t

= 0 , 8 5 5 5 G

0 ,2 - 3 0 0 =

= 5 1 , 2 5 *

к к а л * /ч ;

с воздухом, подаваемым в зону обжига

Qt = vbCt = 11,6

J'p

0 ,2 5 - 2 0

=56,2*'. ккал/ч;

физическое

тепло

газообразного

топлива

s *г*

*20"

5 v r

ккал/ч;

теплота

сгорания

газообразн ого

топлива

8 5 0 0 *}.

ккал/ч.

Расход

тепла:

на нагрев материала до температуры

вспучи­

вания

= 0 ,9 0 7 5 * /

= 0 ,9 0 7 £ ,* 0 ,2 * 1 0 5 0 =

а 1 9 0 5

ккал/ч;

с отходящими дымовыми

газами

QftfbjrCt = 1 2 ,6 * р

- 0 ,3 1 4 * 1 0 5 0

= 4 0 2 0 ^ г

ккал/ч;

на диссоциацию

С а С О з

0 . 0 8 4 ^ 1 . 8 5 »

5

П.П.П.

9 ,2 7

* 4 0 0

= 6 ,6 3 £ ккал/ч;

9 ,2 7

MScos

на диссоциацию

/? : O . O S 4 g - g C O a g M g C Q 3

0 . 0 8 4 5 - 3 . 9 5 »

*

П.П.П.

9 ,2 7

x i s g ^

= 6 , 9 £

ккал/ч;

9 ,2 7

на лиссош аиш о

гидратной воды

п 0 .0 8 4 5 - g H i O - g H i O

= 0 . 0 8 4 5 ♦ 3 .4 7

*

п.п.п.

9 ,2 7

х 1 1 5 0

=

3 5 ,7 3 Б

ккал/ч;

на вспучивание

глины

Фв*Ю ,8 5 5 5 £

1 0 0

*

8 5 ,5 5 G

ккал/ч.

Уравнение

теплового баланса

0 , 9 ( 5 1 , 2 5 + 5 8 ,2 *V + 5 Vr

+ 8 5 0 0 ^ > = 1 9 0 £ +

+ 4 0 2 0 Vr + 6 ,6 3 ^

+ 6 ,9 5 + 3 5 , 7 3 5 + 8 5 ,5 5 5 .

Иэ уравнения теп лового баланса зоны

обжига

определяем энан^ние расхода газообр азн ого

топли­

ва:

^ = 3 5 0

м

/ч»

Д алее* задаваясь температурой дымовых

газов

перед футерованным циклоном после смешивания

с

холодным воздухом

t

равн ой 6 0 0 С ,

опреде­

ляем необходимое количество холодного

воздуха

для

разбавления»

Д ля

этого состав ляем

уравне­

ние

теплового

баланса смешивания, ды мовых

газов

и воздуха.

I

в

£ х,*“ (14.г + Кг.в)

*СМ •

Реш ая данное уравнение, определяем ,

что

Рк.ъ*

= 3 4 0 0 м 3 /ч.

Зона

термоподготовки

Приход тепла:

GL^-

G С t ~ G0 ,2 * 20=4& калА ц

с

материалом

с

дымовыми газам и,

разбавленными

холодным

воздухом

ч

Q- г ' ( К .Г + K . J

*„,-<12 .6

+

х

х

0 ,3 * 6 0 0

ккал/ч*

с

пылью

из

футерованного циклона

а 4= 0 ,0 3 7 G e t

=0 ,0 3 1 G С • 6 0 0

ккал/ч.

Расход тепла:

на испарение влаги материала и перегрев

пара

Д ,= 0 ,0 8 £ г

+ 0 ,0 8 GCn ( $ » » Ю 0 )= 0 , 0 8 £ «

* 5 9 5 + 0 ,0 8 5

- 0 ,4 7 х (

£ , „ - 1 0 0 ) ккал/ч-,

Д г = 0 ,8 5 5 5 5 с £ = 0 ,8 5 5 5 5 - 0 ,2 t m„ = 0 , l l G t m„

ккал/ч;

на нагрев пыли, поступающей в циклоны

зо

термоподготовки

0= 0,06455^=0,06455 • 0,2£*в =0,013

ккал/ч;

с отходящими

газами из зоны

« 4 = O i . r + К л ) « „ „ = ( 1 2 , 6 К -

+ К . * ) '

* 0 ,2 7 tm„ .

Площадь поперечного сечения каждой

зоны оп­

ределяется по известном у из теплового

расчета

количеству псевдоожижающего агента и

рабочей

скорости псевдоожижения, полученной и з

гидроди­

намического расчета, по формуле

F

*

6 0 0 Wp

3

где

V}

м3 /ч -

расход воздуха или га зов ;

И ^ м / С

-

рабочая скорость*

Зона

термоподготовки

F

=

1 Ш

______

2 ,8 5 м 2 *

Диаметр

зоны термоподготовки

1 ,9 м*

Зона обж ига

/ г =

4 0 0 0 ,

3 6 0 0 - 0 ,6 9

1 ,6 М *

Диаметр

зоны обжига

=

1 »4 5

м*

Холодильник

1 2 8 0 ,

= 0 ,7

м 2 .

3 6 0 0 * 0 ,7 8

А Р

=йР

+АР

+АР

;

под*

вх»

лин.

вых.

9

W2

/

Iл/*

w z

А Р поа. =

А * яа

■

+ Г 4 . ы^ / ? м м

вод.с т .5

^ Р ПОД. ~

Z g

5 “

+ -^"4аьпЛ >

где

УКскорость

воздуха

в отверстии

решетки,

м/с;

2

Д -

плотность

воздуха

или газов,

кг/м

;

Сопротивление

слоя

кипящего материала

4 Р

= Н

сс

( 1 -

£

) р -

мм. вод. с т .,

сл

сл

/

где

Н

-

высота

слоя, м;

сл

9

Сс -

коэффициент, учитывающий залега ­

ние

материала на решетку;

£

-

порозность

слоя;

а

Д

-

плотность

материала, кг/м .

Зона охлаждения

Исходные данные:

высота

слоя

материалов

//=0,7 м;

порозность слоя

£ = 0 ,7 ;

^

плотность

материала

/ V = 1 2 0 0

кг/м .

Суммарный коэффициент сопротивления подины

= U

S

Плотность

воздуха

-

/V =

1 ,2 9 ^ к г/ м .

Объем

воздуха

-

=

2463*3 м3 /ч.

4Р

Сопротивления слоя

=226,8 мм

= 0,9,(1-0,7)

1200*0,7

С Л »

вод. ст .;

4 р __

»

2 3 0

мм вод. ст .

сл.

Л Р под* =

2 3 0

м м вод*

ст*

О пределяем

скорость

прохождения

воздуха

через

решетку:

11 ^^П О Д .*

W *

lr

и/ дГЖоГаНэЦИ

4 5 м /с.

|

1 , 7 4 . 1 ,2 9

Живоа

сечение подины

I/*____ __

-

2 4 6 3 3

= 0 .1 5 2 м 2

3 6 0 0 W

/ " 3 6 0 V 4 5

ИЛИ

Q

' l l ^ - ^ Q Q

=

2 % .

0|2

Зона обжига

Исходные

данные:

-

//=

1 м ;

высота

слоя материала

порозность

слоя

-

£ -

0 ,7 ;

з

плотность

материала -

Д = 1 2 0 0

кг/м

;

объем

воздуха и газов

Кв.г= 9 9 7 0

м / ч ,

Плотность

воздуха

-

Д

-

1 ,

2 9 кг/м 3•

Суммарные коэффициенты сопротивления

— 1 ,7 4 *

Сопротивление

слоя

Р

= 0 , 9 (1 - 0 , 7 )

1 2 0 0 * 1

= 3 2 4

м м вод*

ст.5

сл.

Р

сл*

~ 3 2 5 мм

вод. ст.

Сопротивление

газогорелочного

устройства

дол­

жно

быть

примерно 3 2 5

м м

вод* ст*, что

дости­

гается

вводом дополнительного

сопротивления

на

воздушном тракте в виде дросселя:

Л Р А

= 3 2 5

мм

вод*

ст .

под*

Зона

термоподготовки

Исходные

данные:

высота

слоя материала Н

-

0 ,6

MS

£

ел*

порозность

СЛО Я

-

0 ,6 ;

з

плотность

материала Д

-

1 9 0 0 кг/^ ;

объем

воздуха и

газов

-

2 1 4 3 0 м /ч;

плотность

воздуха д

-

0 ,4 5

кг/м .

Сопротивление слоя

Р сл, = 0 ,9 (1 - 0 ,6 ) 1 9 0 0 * 0 ,6 = 4 1 0 мм

вод. ст.

Из условия равенства сопротивлений

слоя и по­

W *4/410ig;,9jBl

=

1 0 1 ,5

м/с.

у 1 ,7 4 - 0 ,4 5

Живое

сечение подины

- в 3 0 3 « м * / ч

|/

6 3 0 3 4

/ = 3 6 0 0 W

'0 Д 7 2 м

3 6 0 0 - 1 0 1 ,6

или

0 Л 2 Л ± 1 Я 0 -

=

2 ,15% .

Суммарное сопротивление

Зона обжига:

подина,

мм вод. с т #

—

3 2 5

слой,

- ЙГ-

-

3 2 5

Зона термоподготовки:

подина, м м

вод,

с г .

-

4 1 0

слой,

-

4 1 0

И

т о

г о

-

1 4 7 0

Гидравлические свойства псевдоожиженного

слоя

позволяют применить его в производстве

строи­

тельных материалов также для решения

следую ­

щих задач:

разделения гранулированного и кускового

мате­

риала (например, керамзита, щебня и т.п .)

по

объемной м ассе путем

создания

вспомогательной

псевдоожиженной среды, в которой легкие

зерна

всплывают, а тяжелые

тонут;

разделения песков

по крупности

(бесситовой

рассев) за счет создания условий, при

котором

заданный мелкий класс песка находится в

псевдо­

ожиженном состоянии, а более крупный - в

виде

фильтрующего слоя,

Искусственные

и природные

пористые

запол­

нители

представляют см есь зерен с

различной

объемной массой и прочностью.

Специальными

исследованиями

ВН И И СТРО М А

[ 9 1 ] показано, что неоднородность

в промышленных

партиях пористых

заполнителей, полученных

на

различных заводах, колеблется по насыпной

м ассе

и прочности: для керамзита соответственно

от

1 ,7

до

2 ,3

раза и от 2

до

4

раз;

шлаковой

пем­

зы

от

1 ,7

до

1 ,8

раза

и от

2

до 5 ,4 раза;

а гл о -

порита

в 1 ,4

раза

и в 2 раза.

Объемная

м асса отдельны х керам зитовы х гранул

[ 4 1 ] мож ет

изм еняться в 3

раза,

прочность

при

сжатии в

1 2

раз,

прочность

при

растяжении

в

9 раз, предельная

сж им аем ость

в

5 раз и

м одуль

деформации в

1 9 раз»

Неоднородность

отдельны х

проб

керам зита

опре­

делялась по кривым распределения объемной

мас­

сы в куске

[ 8 9 ] . О тносительная

величина

колеба­

ний даже gna проб с

насыпной м ассой

2 5 0 -

2 6 0 кг/м

равнялась

2 и более.

Существенная неоднородность

наблю дается

и

в

•отдельных партиях

пористого

заполнителя,

выпус­

каемых одним предприятием. Так, отклонения

за

сутки от

средней

величины

насыпной

м ассы

ке­

рамзита

составляю т в 1 ,5 - 1 ,8 раза. Больш ие

рас­

хождения наблюдаются и в величине

насыпной

массы, и прочности шлаковой пем зы , что

зависит

от слива разных ковшей. Эта неоднородность

зави­

сит не только о т

непостоянства

технологических

параметров,

например степени усреднения

сы рья,

равномерности термической обработки и т.п .,

но и

от колебаний свойств исходного сырья.

Применение

пористых заполнителей

для

бетонов

различных типов позволяет использовать

более

легкий заполнитель для изготовления

ограждающих,

а тяжелый и, соответственно, более прочный -

для

несущих конструкций.

Р азделен ие пористых заполнителей по

объем ­

ной м ассе

на две

марки - легкую и тяжелую

-

не

только

повышает однородность заполнителя

каж­

дой марки, стабилизирует его свойства, но

также

позволяет более рационально его использовать.

За­

полнитель с меньшей насыпной массой

пригоден

для изготовления

теплоизоляционных

бетонов

при

соответствую щ ем уменьшении расхода цемента,

а

более тяжелый и прочный -

для

конструктивных

бетонов.

Р езульта ты

исследования различных

пористых

заполнителей,

изготовляемых тю современной

тех—

2 0 8